全球登上多條重磅新聞的機器人，背后已經(jīng)都用了中國傳感器

近日，第八屆中國機器人峰會得到中央及地方級媒體廣泛報道，峰會上亮相的工業(yè)機器人、協(xié)作機器人、人形機器人等多款機器人產(chǎn)品出現(xiàn)在新聞聯(lián)播，成為社會熱議的焦點。

隨著工業(yè)機器人和各類民用服務(wù)機器人需求激增，中國已成為全球最大的機器人市場和增長最快的新興市場，“機器人+”時代悄然而至。在新興產(chǎn)業(yè)與機器人技術(shù)融合不斷深入的當下，機器人產(chǎn)業(yè)走向高質(zhì)量發(fā)展，我國自主機器人零部件、整機、系統(tǒng)集成及周邊配套其實已經(jīng)構(gòu)建起了一體的完備產(chǎn)業(yè)鏈體系。

機器人傳感器、機器視覺作為機器人應(yīng)用的關(guān)鍵零部件，一直是行業(yè)關(guān)注的熱點領(lǐng)域。目前我國在這些領(lǐng)域的創(chuàng)新走在世界前列，正作為我國機器人產(chǎn)業(yè)鏈上的長板領(lǐng)域，賦能更多的機器人應(yīng)用，拓展機器人應(yīng)用的深度和廣度。

例如本次在新聞中頻繁亮相的多款機器人產(chǎn)品，其實背后也有用上國產(chǎn)機器人傳感器。

▍傳感器國產(chǎn)化快速提升

機器人大講堂調(diào)研了解到，第八屆中國機器人峰會上展覽上美的、ABB等企業(yè)的多款機器人，都用著一家名為宇立儀器的中國品牌傳感器產(chǎn)品。

宇立儀器的業(yè)務(wù)面非常廣泛，目前應(yīng)用于包括汽車、機器人等多個領(lǐng)域，目前是國內(nèi)唯一具有汽車碰撞假人多軸力傳感器生產(chǎn)能力的企業(yè)（全球僅兩家），宇立十幾年前把汽車行業(yè)力傳感器技術(shù)引入機器人行業(yè)，其六軸力傳感器很早就在ABB、KUKA、YASKAWA、FOXCONN等國際領(lǐng)先的機器人企業(yè)得到良好應(yīng)用，目前也快速應(yīng)用到多個國產(chǎn)機器人品牌上。

美的庫卡也一直是宇立的合作客戶，在2020年雙方合作下，KUKA 面向各行各業(yè)的打磨需求，就推出了一款 KUKA ready2_grinding應(yīng)用產(chǎn)品，該產(chǎn)品集成了力傳感器、位移傳感器和傾角傳感器，能實現(xiàn)機器人姿態(tài)自動補償，適用任何厚度焊縫，一個動作輕松高效完成焊縫去除工作，響應(yīng)速度快，時間達5毫秒，精度10%之內(nèi)。

在產(chǎn)品憑借恒力打磨、實時反饋和監(jiān)控打磨壓力大小等九大優(yōu)勢，在市場上取得了較好反響，后續(xù)在2021年，雙方還成立了“宇立－庫卡智能打磨聯(lián)合實驗室”，共同研發(fā)基于力控和視覺的智能打磨技術(shù)，旨在適應(yīng)市場快速應(yīng)用的需求，為客戶提供最優(yōu)化的價值。

除了工業(yè)領(lǐng)域的機器人客戶，宇立的傳感器還在人形機器人等新領(lǐng)域有著應(yīng)用。

例如第八屆中國機器人峰會上之江實驗室展出最新研制的第三代仿人鋼琴演奏機器人、高性能雙足人形機器人原理樣機受到廣泛關(guān)注，其實在人形機器人足底就采用了宇立儀器的六維力傳感器，這樣才能保證機器人對于力的精準計算與控制，從而有了峰會展示中人形機器人彈奏鋼琴樂曲、腳踩蹺蹺板等絕活。

▍更多中國傳感器走向全球

不僅是本次峰會上展示的國產(chǎn)機器人，全球廠商對于宇立生產(chǎn)的傳感器都有著較多的認可。

例如TOYOTA和美敦力等全球領(lǐng)先的廠商也應(yīng)用到宇立的傳感器技術(shù)，幫助實現(xiàn)高靈敏的交互感知，極大拓展了機器人的應(yīng)用場景。

TOYOTA以汽車聞名全球，但其同時也在致力于汽車自動駕駛、機器人、機器學(xué)習(xí)、AI等新興領(lǐng)域的研究。2021年豐田研究院最新的家用機器人曾展示可在清理桌面時進行自拍，同時該機器人還能識別反光或透明的物品。這其中就得益于宇立為TOYOTA提供的超高分辨率六維力傳感器。

因為該六維力傳感器的具有獨特的體積、分辨率優(yōu)勢，這也是TOYOTA在全球選擇了宇立產(chǎn)品的重要因素。具體來看，該傳感器厚度僅9.2mm，F(xiàn)XFY量程1200N，F(xiàn)Z量程2000N，MXMYMZ量程27Nm，支持EtherCAT和CAN BUS通信，最高采樣率2KHZ，分辨率高達1/40000F.S，0.05N的力能清晰分辨。1000HZ采樣率情況下，更是分辨率高達1/20000F.S，0.1N的力能清晰分辨。

美敦力同樣采用了宇立的六維力傳感器。在2019年底，美敦力（Medtronic）手術(shù)機器人Hugo RAS發(fā)布，作為達芬奇強大的挑戰(zhàn)者，美敦力為了實現(xiàn)超高精度的細節(jié)還原與醫(yī)療手感傳遞，一臺Hugo RAS機器人就使用30多個SRI的關(guān)節(jié)扭矩傳感器。

之所以選擇宇立，一方面是因為宇立的關(guān)節(jié)扭矩傳感器具有結(jié)構(gòu)輕薄、抗彎能力強、軸間串擾小等特征，同時剛度是諧波的4倍以上，另一方面，宇立的質(zhì)量體系其實已經(jīng)提升至醫(yī)療等級，在國內(nèi)外獲得了頂級高校和實驗室的認可，這使得宇立的產(chǎn)品成為全球許多后發(fā)手術(shù)機器人產(chǎn)品的首選。

不僅如此，全球越來越多外骨骼機器人正都已經(jīng)開始配備了力控制單元，這使得人工智能假肢的控制單元可以感知路況和體態(tài)的變化，實時為患者提供主動而非被動的動態(tài)平衡支持。

例如密歇根大學(xué)研發(fā)的智能假肢，足底就集成了厚度僅9.2mm的宇立超薄六維力傳感器，而關(guān)節(jié)更是配備了宇立關(guān)節(jié)扭矩傳感器。

例如上海電氣研發(fā)的上肢康復(fù)外骨骼，同樣采用宇立關(guān)節(jié)扭矩傳感器作為力反饋原件，該產(chǎn)品目前已經(jīng)拿到醫(yī)療設(shè)備認證。

又例如華大遠程超聲機器人，末端也配備了宇立的六維力傳感器；上海理工大學(xué)的下肢外骨骼，也將宇立的關(guān)節(jié)扭矩傳感器應(yīng)用于力反饋。

從參數(shù)上來看，這些外骨骼機器人研究者選擇宇立的超薄系列傳感器也并不意外。這一系列包括18個型號，厚度均小于1cm，最小的僅7.5mm厚。但令人震驚的是，在極薄的設(shè)計中，這一產(chǎn)品型號的重量均小于0.26kg，最輕僅0.01kg。另一性能關(guān)鍵指標精度指標非線性和遲滯僅為 1%，串擾小于 3%。

這毫無疑問已經(jīng)是全球市場上超小，超輕、超薄傳感器的典范。

▍國產(chǎn)化的研發(fā)突圍歷程

目前，傳感器作為機器人等領(lǐng)域底層卻非常關(guān)鍵的技術(shù)，正加快推進與新一代信息技術(shù)的融合?！陡２妓埂飞踔翆鞲衅鞅涣袨槲磥?0大科技產(chǎn)品之首，足以證明其重要性。

但在原先，美、日、德三國的傳感器三分天下，而中國90%的傳感器靠進口，全球一共高達約4.8萬種傳感器的種類，但我國在研究的僅有6000種左右，僅占所有傳感器的1/8。

作為國產(chǎn)自主品牌，宇立多年在激烈競爭中一步步實現(xiàn)了并跑、領(lǐng)跑，圍繞傳感器領(lǐng)域不斷取得世界級影響力，并吸引了全球各國的客戶。2018年9月，宇立曾主辦了第一屆機器人力控技術(shù)會議，就吸引了來自全球多個國家的130余專家學(xué)者參會， 2020年9月，宇立主辦了第二屆機器人力控技術(shù)會議，180余專家學(xué)者參會，表明了對于宇立實力的認可。

對于一個傳感器產(chǎn)品而言，要想在市場上站穩(wěn)腳跟，必然需要在性能、品牌、價格三個方面具備突出的競爭力，而以宇立為代表的中國企業(yè)在這三方面做到了極致，實現(xiàn)了產(chǎn)品國產(chǎn)化率逐步提升。

這不僅離不開宇立多年來對于材料研發(fā)、加工工藝的不斷打磨，背后還有著宇立對于技術(shù)的堅持與深耕，從而才能在核心制造工藝等方面實現(xiàn)突破，解決了國內(nèi)傳感器生產(chǎn)能力落后，產(chǎn)品質(zhì)量差的問題，快速建立了產(chǎn)品和口碑，最終讓SRI品牌走向了全球。

在全球化的發(fā)展中，宇立的國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)研發(fā)也在不斷完善和升級，獲得了更多商業(yè)機會。通過切入機器人等新領(lǐng)域，加強制造工藝和新型傳感器的開發(fā)，發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)和產(chǎn)品，還研制了一批適用于人形、外骨骼、協(xié)作機器人等新品類的新材料和新產(chǎn)品，打造出了六維力傳感器等一大批高性能爆品，從而成功突破了國外對于高端傳感器應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)的卡脖子問題。

目前，在技術(shù)方面，宇立等國產(chǎn)傳感器企業(yè)所制造出的產(chǎn)品，在主要性能指標和使用壽命上和國外已經(jīng)并不存在明顯差距，同時，國內(nèi)更多企業(yè)正努力通過把產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢，深耕新興行業(yè)，通過“傳感器+應(yīng)用”帶動技術(shù)突破、產(chǎn)品升級。

▍結(jié)語與未來

作為機器人產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分，也是機器人實現(xiàn)自主性最重要的方式之一，多傳感器融合能使機器人能夠在最少的人工干預(yù)下獨立移動，并完成物流配送、農(nóng)業(yè)應(yīng)用、測繪和探索等許多任務(wù)，做強做優(yōu)核心零部件產(chǎn)業(yè)意義重大。

目前，中國傳感器領(lǐng)域正在宇立等龍頭企業(yè)的帶領(lǐng)下，快速解決上下游痛點、應(yīng)用堵點、創(chuàng)新難點，助力實現(xiàn)了工業(yè)機器人、協(xié)作機器人等品類的機器人+應(yīng)用，未來有望讓機器人更好賦能制造業(yè)升級，更好助力實體經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。